JPH0764667A - Semiconductor device and clock signal supplying method - Google Patents

Semiconductor device and clock signal supplying method

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JPH0764667A
JPH0764667A JP5207599A JP20759993A JPH0764667A JP H0764667 A JPH0764667 A JP H0764667A JP 5207599 A JP5207599 A JP 5207599A JP 20759993 A JP20759993 A JP 20759993A JP H0764667 A JPH0764667 A JP H0764667A
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JP
Japan
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clock
clock signal
chip
semiconductor device
driver
Prior art date
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Application number
JP5207599A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshihiko Kurihara
俊彦 栗原
Akihiro Katsura
晃洋 桂
Fumio Murabayashi
文夫 村林
Takashi Hotta
多加志 堀田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To prevent the malfunction and the heat generation of a chip even in the case that the size of a clock driver is enlarged in order to suppress the phase difference of a clock signal below a prescribed value. CONSTITUTION:The clock driver 12 is not installed on a microprocessor 13, but it is installed at another place on a base board 10. Then, the clock signal is supplied to the microprocessor 13 from the clock driver 12 through a solder bump group 14, wiring 15 and the solder bump group 16. At a microprocessor 13 side operated synchronously with the clock signal, the clock signal supplied from the clock driver 12 is transmitted directly to a latch, etc., by using low- skew wiring such as equal-length wiring, etc.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は半導体装置において、ク
ロック信号を各能動回路に分配するための装置および方
法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device and method for distributing a clock signal to each active circuit in a semiconductor device.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置において、チップ上の各部に
クロック信号を分配する方法として、従来から図9に示
す様な方法が採用されている。即ち、チップ外からボン
ディングパッド1に加えられたクロック信号は、半導体
集積回路が静電気によって破壊されるのを防ぐための保
護回路2を通過してから波形整形回路3に加えられる。
波形整形回路3では、入力信号にのっているノイズを除
去し、半導体集積回路内部の電圧レベルに変換する。波
形整形回路3の出力は分周器4に加えられ、半導体集積
回路の動作クロックに変換される。そして、この動作ク
ロックは多段のクロックドライバ5を介して半導体集積
回路内の各ラッチ8に伝えられる。このとき、2つの末
端クロック6,7の間での位相差を規定値以下にするた
めに、各クロックドライバのファンアウトや配線長をそ
ろえたり、クロックドライバのサイズを最適化したりす
ることが行われている。
2. Description of the Related Art In a semiconductor device, a method as shown in FIG. 9 has been conventionally used as a method for distributing a clock signal to each part on a chip. That is, the clock signal applied to the bonding pad 1 from outside the chip passes through the protection circuit 2 for preventing the semiconductor integrated circuit from being destroyed by static electricity, and then applied to the waveform shaping circuit 3.
The waveform shaping circuit 3 removes noise on the input signal and converts it into a voltage level inside the semiconductor integrated circuit. The output of the waveform shaping circuit 3 is added to the frequency divider 4 and converted into an operation clock of the semiconductor integrated circuit. Then, this operation clock is transmitted to each latch 8 in the semiconductor integrated circuit through the multi-stage clock driver 5. At this time, in order to make the phase difference between the two end clocks 6 and 7 equal to or less than the specified value, the fanout and wiring length of each clock driver can be made uniform, and the size of the clock driver can be optimized. It is being appreciated.

【0003】この様な従来例の詳細は下記の文献に記載
されている。 ’A 200MHz 64−b Dual Issue
CMOS Microprocessor’ Daniel W.
Dobberpuhlet.al. IEEE Journal of Solid−sta
te Circuts,vol.27,Novembe
r 1992,pp.1555−1567
Details of such a conventional example are described in the following documents. 'A 200MHz 64-b Dual Issue
CMOS Microprocessor 'Daniel W.
Dubberpuhlet. al. IEEE Journal of Solid-sta
te Circuits, vol.27, Novembe
r 1992, pp.1555-1567.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術では、以下の様な問題点があった。即ち、ファ
ンアウトや配線長にはどうしても多少のばらつきが生じ
るため、クロック信号の位相差を規定値以下にするため
には、クロックドライバのサイズを大きくする必要があ
る。そのため以下の3つの問題が生じる。
However, the above-mentioned conventional techniques have the following problems. That is, since there is inevitably some variation in fan-out and wiring length, it is necessary to increase the size of the clock driver in order to keep the phase difference of the clock signals below the specified value. Therefore, the following three problems occur.

【0005】第1に、クロックドライバの発生するノイ
ズが大きくなり半導体集積回路の他の部分の回路が誤動
作する。第2に、クロックドライバの消費する電力がチ
ップ全体の消費電力の15〜20%と大きい為に半導体
集積回路の発熱量が増えるとともに、1チップの消費電
力には上限があるため搭載できる機能が少なくなる。第
3に、半導体集積回路上でドライバの占める面積が大き
いので、やはり、1つのチップ上に搭載できる機能が少
なくなる。
First, the noise generated by the clock driver becomes large and the circuits in other parts of the semiconductor integrated circuit malfunction. Second, since the power consumed by the clock driver is as large as 15 to 20% of the power consumed by the entire chip, the amount of heat generated by the semiconductor integrated circuit increases, and the power consumption of one chip has an upper limit. Less. Thirdly, since the driver occupies a large area on the semiconductor integrated circuit, the number of functions that can be mounted on one chip also decreases.

【0006】本発明の目的は、クロック信号の位相差を
規定値以下にするためにクロックドライバのサイズを大
きくした場合でも、誤動作の発生とチップの発熱とを抑
えることができる半導体装置およびクロック信号供給方
法を提供することである。
An object of the present invention is to provide a semiconductor device and a clock signal capable of suppressing the occurrence of malfunction and heat generation of a chip even when the size of the clock driver is increased in order to keep the phase difference of the clock signal below a specified value. It is to provide a supply method.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、クロック信号を制御するクロックドライ
バと、該クロックドライバからのクロック信号に同期し
て作動する複数の能動回路と、を備えた半導体装置にお
いて、前記能動回路が設けられたチップ上を避けて前記
クロックドライバを配置し、該クロックドライバからの
クロック信号を前記チップ外から前記能動回路に供給す
る一方、供給された前記クロック信号の前記各能動回路
間での位相差を所定値以下とする手段を設けたものであ
る。
In order to achieve the above object, the present invention comprises a clock driver for controlling a clock signal and a plurality of active circuits which operate in synchronization with the clock signal from the clock driver. In a semiconductor device provided with the clock driver, the clock driver is arranged avoiding a chip provided with the active circuit, and a clock signal from the clock driver is supplied to the active circuit from outside the chip while the supplied clock is supplied. Means is provided for keeping the phase difference of the signals between the respective active circuits below a predetermined value.

【0008】また、本発明は、クロック信号を制御する
クロックドライバと、該クロックドライバからのクロッ
ク信号に同期して作動する複数の能動回路と、を備えた
半導体装置において、前記能動回路が設けられたチップ
上を避けて前記クロックドライバを配置する一方、前記
クロックドライバからのクロック信号を前記チップに入
力するための複数の入力点と、前記各入力点に入力され
た前記クロック信号の遅延時間を前記各能動回路間でほ
ぼ等しくして各能動回路に伝える複数の配線と、を前記
チップ上に設けたものである。
According to the present invention, in a semiconductor device including a clock driver for controlling a clock signal and a plurality of active circuits which operate in synchronization with the clock signal from the clock driver, the active circuit is provided. While arranging the clock driver while avoiding on the chip, a plurality of input points for inputting a clock signal from the clock driver to the chip and a delay time of the clock signal input to each of the input points are set. A plurality of wirings, which are made substantially equal to each other between the active circuits and are transmitted to the active circuits, are provided on the chip.

【0009】さらに、本発明は、クロック信号を制御す
るクロックドライバと、該クロックドライバからのクロ
ック信号に同期して作動する複数の能動回路と、を備え
た半導体装置において、前記能動回路が設けられたチッ
プ上を避けて前記クロックドライバを配置する一方、前
記クロックドライバからのクロック信号を前記チップに
入力するための複数の入力点と、前記各入力点に対して
前記能動回路の2つ以上が接続され、前記各入力点に入
力された前記クロック信号の遅延時間を前記接続された
能動回路間でほぼ等しくして当該能動回路に伝える2本
以上の配線と、を前記チップ上に設けたものである。
Further, according to the present invention, in a semiconductor device including a clock driver for controlling a clock signal and a plurality of active circuits operating in synchronization with the clock signal from the clock driver, the active circuit is provided. While arranging the clock driver while avoiding on the chip, a plurality of input points for inputting a clock signal from the clock driver to the chip and two or more of the active circuits for each input point are provided. Two or more wirings, which are connected to each other and transmit the delay time of the clock signal input to each of the input points to the active circuits so that the delay times of the connected active circuits are substantially equal to each other, are provided on the chip. Is.

【0010】また、本発明は、クロック信号を制御する
クロックドライバを、前記クロック信号に同期して作動
する複数の能動回路が設けられたチップ上を避けて配置
して、前記チップ外から前記能動回路にクロック信号を
供給するとともに、前記チップに供給されたクロック信
号を、その位相差が前記各能動回路間で所定値以下とな
るようにして各能動回路に伝えることである。
Further, according to the present invention, a clock driver for controlling a clock signal is arranged avoiding on a chip provided with a plurality of active circuits which operate in synchronization with the clock signal, and the active circuit is provided from outside the chip. In addition to supplying a clock signal to the circuit, the clock signal supplied to the chip is transmitted to each active circuit such that the phase difference between the active circuits becomes a predetermined value or less.

【0011】[0011]

【作用】上記構成によれば、クロックドライバがチップ
上にないので、チップで発生するノイズを低減できる。
またクロックドライバがチップ上にないことにより、チ
ップで消費する電力が少なくなり、チップの発熱を抑え
ることができる。さらにチップ上にクロックドライバが
ない分、チップのサイズを小さくできるとともに、従来
クロックドライバが占有していた部分を半導体集積回路
の機能向上のための素子として使うことも可能となる。
According to the above structure, since the clock driver is not provided on the chip, noise generated on the chip can be reduced.
Further, since the clock driver is not provided on the chip, the power consumed by the chip is reduced, and the heat generation of the chip can be suppressed. Further, since there is no clock driver on the chip, the size of the chip can be reduced, and the portion occupied by the conventional clock driver can be used as an element for improving the function of the semiconductor integrated circuit.

【0012】また、クロックドライバからチップに入力
したクロック信号は、各能動回路間での位相差が所定値
以下として各能動回路に供給され、各能動回路間でのス
キューを小さくできる。
Further, the clock signal input from the clock driver to the chip is supplied to each active circuit with the phase difference between the active circuits being a predetermined value or less, and the skew between the active circuits can be reduced.

【0013】[0013]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に従って説明す
る。 (第1実施例)図1は本発明を適用したマイクロプロセ
ッサ応用システムの例である。このシステムではセラミ
ック基板10の上にクロックジェネレータ11、クロッ
クドライバ12、マイクロプロセッサ13がCCB(Co
ntrolled Collapse Bonding)技術を使って搭載されてい
る。マイクロプロセッサ13の中にはクロックドライバ
12は含まれておらず、クロックドライバ12から半田
バンプ群14、セラミック基板中の配線15、半田バン
プ群16を介して、クロック信号がマイクロプロセッサ
13に供給され、マイクロプロセッサ13では、その供
給されたクロック信号を直接各ラッチに分配して動作さ
せている。チップ間の配線の長さは、約3cmである。
クロックドライバ12からはクロックジェネレータ11
で生成したデューティ比1:1、周波数200MHzの
クロックを供給している。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. (First Embodiment) FIG. 1 shows an example of a microprocessor application system to which the present invention is applied. In this system, a clock generator 11, a clock driver 12, and a microprocessor 13 are provided on a ceramic substrate 10 with CCB (Co
It is mounted using ntrolled Collapse Bonding) technology. The clock driver 12 is not included in the microprocessor 13, and a clock signal is supplied from the clock driver 12 to the microprocessor 13 via the solder bump group 14, the wiring 15 in the ceramic substrate, and the solder bump group 16. The microprocessor 13 directly distributes the supplied clock signal to each latch to operate it. The length of wiring between chips is about 3 cm.
From the clock driver 12 to the clock generator 11
A clock having a duty ratio of 1: 1 and a frequency of 200 MHz generated in step 3 is supplied.

【0014】マイクロプロセッサ13の内部では、図2
の様にしてクロックが分配されている。チップ外からは
約40ヶの半田バンプ群16を通じてクロックが供給さ
れる。このクロックは、まず、MOSトランジスタのソ
ース、ドレインのPN接合を使った接合容量とダイオー
ドのクランプ回路とからなる保護回路17を通過する。
その後、配線18を使って各ラッチに分配される。
Inside the microprocessor 13, FIG.
The clock is distributed like this. A clock is supplied from outside the chip through the solder bump group 16 of about 40 pieces. This clock first passes through a protection circuit 17 including a junction capacitance using a PN junction of the source and drain of a MOS transistor and a diode clamp circuit.
After that, it is distributed to each latch using the wiring 18.

【0015】配線18はH型の分岐を繰り返したフラク
タルパタンになっており、半田バンプ群16からラッチ
20,21,22,…までの配線の長さはほぼ等しくな
っている。また、エレクトロマイグレーション耐性を上
げるため、配線18の幅は半田バンプ群16に近いとこ
ろでは太く、遠いところでは細くしてある。配線長に少
しばらつきがあるためスキューは発生するが、そのスキ
ューが所定値以下になるようにチップ外部に設けたクロ
ックドライバ12の駆動能力を設定している。また配線
18の末端には直接ラッチがつながっているが、保護回
路17と長い配線18があるので半田バンプ群17の所
に鋭いパルスが印加されてもラッチ20,21,22,
…の所ではなまってしまう。このために、静電破壊耐性
は十分にある。
The wiring 18 is a fractal pattern in which H-shaped branching is repeated, and the wiring lengths from the solder bump group 16 to the latches 20, 21, 22, ... Are almost equal. In addition, in order to improve electromigration resistance, the width of the wiring 18 is made thicker near the solder bump group 16 and thinner at the farther side. Skew occurs due to a slight variation in the wiring length, but the drive capability of the clock driver 12 provided outside the chip is set so that the skew becomes a predetermined value or less. Further, although the latch is directly connected to the end of the wiring 18, since the protection circuit 17 and the long wiring 18 are provided, even if a sharp pulse is applied to the solder bump group 17, the latch 20, 21, 22, 22 is provided.
I'm foolish at ... For this reason, electrostatic breakdown resistance is sufficient.

【0016】ラッチにはクロックイネーブル付きのラッ
チ20,21と、クロックイネーブルなしのラッチ22
の2種類が設けられている。クロックイネーブル付きの
ラッチ20,21は、クロックがH(ハイレベル)でも
データを取り込まないという動作ができるラッチで、主
として、レジスタ競合などの際にマイクロプロセッサの
パイプラインを止めるために使われている。これらのラ
ッチはマイクロプロセッサ13の中で合計約105ヶ使
われており、その入力容量の合計は約10nFである。
The latches include latches 20 and 21 with clock enable and latch 22 without clock enable.
There are two types. The latches 20 and 21 with a clock enable are latches that can operate not to take in data even when the clock is H (high level), and are mainly used to stop the pipeline of the microprocessor when register conflict occurs. . A total of about 10 5 of these latches are used in the microprocessor 13, and the total input capacitance thereof is about 10 nF.

【0017】クロックイネーブル付きのラッチ20,2
1の回路は、図3(A)のようになっており、図3(B)に
示したクロックイネーブルなしのラッチ22のクロック
入力端子に、NANDゲートを入れてクロック信号をマ
スクしたものである。このラッチ20,21はCKE端
子がLレベルになっているとCKがHになってもD端子
の値を取り込まない。
Latches 20 and 2 with clock enable
The circuit of No. 1 is as shown in FIG. 3A, and a NAND gate is inserted in the clock input terminal of the latch 22 without the clock enable shown in FIG. 3B to mask the clock signal. . When the CKE terminal is at the L level, the latches 20 and 21 do not capture the value of the D terminal even when CK becomes H.

【0018】クロックドライバ12の内部は図4の様に
なっている。クロックジェネレータ20からの信号は半
田バンプ19から入り、4段のインバータで増幅されて
から40ヶの半田バンプ14を通ってチップの外へ出て
行く。
The inside of the clock driver 12 is as shown in FIG. The signal from the clock generator 20 enters through the solder bumps 19, is amplified by the four-stage inverter, and then goes out of the chip through the 40 solder bumps 14.

【0019】クロックドライバ12からマイクロプロセ
ッサ13に供給されるクロックの波形は図5の様になっ
ている。図5(A)は電圧波形である。まず電圧波形は、
振幅が2.5V、立ち上がり/立ち下がり時間が共に0.
5ns、サイクルタイム5ns、デューティ比1:1で
ある。図5(B)は電流波形であり、3角形で近似してい
る。付加容量が10nFなのでピーク電流100A、d
i/dt=4×1011A/sである。したがって、半田
バンプ1ヶのインダクタンスが0.04nHなので40
ヶの半田バンプでは0.001nHとなり、その両端で
発生する電圧は0.4Vであり問題ない。
The waveform of the clock supplied from the clock driver 12 to the microprocessor 13 is as shown in FIG. FIG. 5A shows a voltage waveform. First, the voltage waveform is
Amplitude is 2.5V, both rise and fall times are 0.
5 ns, cycle time 5 ns, and duty ratio 1: 1. FIG. 5B shows a current waveform, which is approximated by a triangle. Since the additional capacitance is 10 nF, the peak current is 100 A, d
i / dt = 4 × 10 11 A / s. Therefore, the inductance of one solder bump is 0.04 nH, so 40
The number of solder bumps is 0.001 nH, and the voltage generated at both ends is 0.4 V, which is no problem.

【0020】図6は図2に示したマイクロプロセッサの
変形例である。本変形例の特徴は、半田バンプ群16以
外に半田バンプ群16Aを設け、この半田バンプ群16
Aに入力したクロックを保護回路17Aを介してラッチ
20,21,22,…に供給するようにしたことであ
る。半田バンプ群16,16Aと各ラッチは20,2
1,22,…はそれぞれ長さが等しい配線18Aで接続
されている。この様に半田バンプ群を多数設けると、入
力インピーダンスを小さくすることができる。
FIG. 6 shows a modification of the microprocessor shown in FIG. The feature of this modification is that a solder bump group 16A is provided in addition to the solder bump group 16, and the solder bump group 16 is provided.
The clock input to A is supplied to the latches 20, 21, 22, ... Through the protection circuit 17A. Solder bump groups 16, 16A and each latch are 20, 2
.. are connected by a wiring 18A having the same length. By providing a large number of solder bump groups in this way, the input impedance can be reduced.

【0021】(第2実施例)図7は本発明の第2実施例
を示している。本実施例は前述の第1実施例とはマイク
ロプロセッサの内部が異なっている。本実施例でも、マ
イクロプロセッサ23の内部で半田バンプ群24から保
護回路25と等長配線26を介してチップ上の各部へク
ロックを分配している。等長配線26の末端には、クロ
ックイネーブル付きのクロックバッファ27やクロック
イネーブルなしのクロックバッファ28が合計約100
0ヶ接続されている。したがって、半田バンプ群24か
らクロックバッファ27,28までは配線長がほぼ等し
いのでクロックバッファ間のスキューは小さい。
(Second Embodiment) FIG. 7 shows a second embodiment of the present invention. This embodiment is different from the above-described first embodiment in the inside of the microprocessor. Also in this embodiment, the clock is distributed from the solder bump group 24 to each part on the chip inside the microprocessor 23 through the protection circuit 25 and the equal-length wiring 26. A clock buffer 27 with a clock enable and a clock buffer 28 without a clock enable are provided at the end of the equal-length wiring 26 in total about 100.
0 is connected. Therefore, since the wiring lengths from the solder bump group 24 to the clock buffers 27 and 28 are almost equal, the skew between the clock buffers is small.

【0022】また、クロックバッファ27には最大10
ヶのラッチ29が接続され、クロックバッファ28にも
最大10ヶのラッチ30が接続されている。これらのラ
ッチは図3(B)に示したクロックイネーブルなしのラッ
チである。ラッチの数が10ヶに満たない場合にはラッ
チの入力容量と同じ大きさのダミー負荷が付けられてお
り、クロックバッファ27または28からラッチ29ま
たは30までのディレイはほぼどこでも同じにしてあ
る。
The clock buffer 27 has a maximum of 10
Latches 29 are connected, and the clock buffer 28 is also connected with a maximum of 10 latches 30. These latches are the latches without clock enable shown in FIG. When the number of latches is less than 10, a dummy load having the same size as the input capacitance of the latches is attached, and the delay from the clock buffer 27 or 28 to the latch 29 or 30 is almost the same everywhere.

【0023】先に述べたクロックバッファ間のスキュー
が小さいことと合わせ、チップ全体でラッチ間のスキュ
ーは小さい。クロックイネーブル付きのクロックバッフ
ァ27は、図7(B)のようにCKE端子がLになってい
るとCK端子から入力したクロック信号を通さないよう
になっており、レジスタ競合などの際にマイクロプロセ
ッサのパイプラインを止めるために使われている。
In addition to the small skew between the clock buffers described above, the skew between the latches in the entire chip is small. The clock buffer 27 with a clock enable does not pass the clock signal input from the CK terminal when the CKE terminal is L as shown in FIG. 7B. Used to stop the pipeline of.

【0024】(第3実施例)図8は本発明の第3実施例
を示している。本実施例では、前記2つの実施例とは異
なるクロック分配方式をとっている。マイクロプロセッ
サ31の内部で、ラッチを2つのグループ32,33に
分けている。それぞれのラッチグループに対応して、半
田バンプ群34,35が2ヶ設けられている。ラッチグ
ループ32に属する各ラッチ36は、等長配線38で保
護回路37を介して半田バンプ群34に接続されてい
る。ラッチグループ33に属する各ラッチ39は、等長
配線40で保護回路41を介して半田バンプ群35に接
続されている。等長配線38,40の配線の長さは同じ
になっている。半田バンプ群34,35には低スキュー
のクロックが供給されており、チップ全体でラッチ間の
スキューは小さくなっている。なお、上記構成において
半田バンプ群34と半田バンプ群35とを接続してもよ
い。
(Third Embodiment) FIG. 8 shows a third embodiment of the present invention. In this embodiment, a clock distribution system different from those of the above two embodiments is adopted. Inside the microprocessor 31, the latches are divided into two groups 32 and 33. Two solder bump groups 34 and 35 are provided corresponding to each latch group. Each of the latches 36 belonging to the latch group 32 is connected to the solder bump group 34 via a protection circuit 37 by an equal length wiring 38. Each latch 39 belonging to the latch group 33 is connected to the solder bump group 35 via a protection circuit 41 by an equal-length wiring 40. The equal length wirings 38 and 40 have the same wiring length. A low skew clock is supplied to the solder bump groups 34 and 35, and the skew between the latches in the entire chip is small. In the above structure, the solder bump group 34 and the solder bump group 35 may be connected.

【0025】(第4実施例)図8のマイクロプロセッサ
において、等長配線38と等長配線40の配線長をラッ
チグループ32と33との間で異なるようにする。この
場合は、ラッチ36に入っているクロックとラッチ39
に入っているクロックとの間にスキューが生じるが、そ
れを補償するように半田バンプ群34と半田バンプ群3
5とに供給するクロックに位相差を設ける。
(Fourth Embodiment) In the microprocessor of FIG. 8, the wiring lengths of the equal-length wiring 38 and the equal-length wiring 40 are made different between the latch groups 32 and 33. In this case, the clock in latch 36 and latch 39
Skew occurs between the input clock and the solder bump group 34 and the solder bump group 3 so as to compensate for the skew.
A phase difference is provided to the clocks supplied to the 5 and 5.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
以下のような効果を期待できる。 クロックドライバがチップ上にないのでノイズの発
生が抑えられ、半導体集積回路の誤動作を防ぐことがで
きる。 クロックドライバがチップ上で消費する電力がなく
なるため、チップの発熱を抑えることができる。 クロックドライバがチップ上で占めるスペースがな
くなるので、チップのサイズを小さくできるとともに、
クロックドライバがない分だけ半導体集積回路の機能向
上のための素子を余分に組み込むことができる。 クロックドライバの駆動能力を消費電力やチップ面
積に関係なく大きくすることができるので、スキューを
低減することができる。
As described above, according to the present invention,
The following effects can be expected. Since the clock driver is not provided on the chip, noise generation can be suppressed, and malfunction of the semiconductor integrated circuit can be prevented. Since the clock driver consumes no power on the chip, heat generation of the chip can be suppressed. Since the space occupied by the clock driver on the chip is eliminated, the size of the chip can be reduced and
Since there is no clock driver, an extra element for improving the function of the semiconductor integrated circuit can be incorporated. Since the driving capability of the clock driver can be increased regardless of power consumption and chip area, skew can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の半導体装置の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a semiconductor device of the present invention.

【図2】本発明の第1実施例によるマイクロプロセッサ
の構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram of a microprocessor according to a first embodiment of the present invention.

【図3】図2におけるラッチの回路構成図である。FIG. 3 is a circuit configuration diagram of a latch in FIG.

【図4】クロックドライバの回路構成図である。FIG. 4 is a circuit configuration diagram of a clock driver.

【図5】クロック信号の電流と電圧の波形図である。FIG. 5 is a waveform diagram of current and voltage of a clock signal.

【図6】図2のマイクロプロセッサの変形例を示した図
である。
FIG. 6 is a diagram showing a modification of the microprocessor of FIG.

【図7】本発明の第2実施例によるマイクロプロセッサ
の構成図とクロックバッファの回路構成図である。
FIG. 7 is a configuration diagram of a microprocessor and a circuit configuration diagram of a clock buffer according to a second embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第3実施例によるマイクロプロセッサ
の構成図である。
FIG. 8 is a configuration diagram of a microprocessor according to a third embodiment of the present invention.

【図9】従来の技術によるマイクロプロセッサの構成図
である。
FIG. 9 is a block diagram of a conventional microprocessor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 セラミック基板 11 クロックジェネレータ 12 クロックドライバ 13,13A,23,31 マイクロプロセッサ(半導
体集積回路) 14,16,16A,19,24,34,35 半田バ
ンプ群 15 配線 17,17A,25,37,41 保護回路 18,18A,26,38,40 等長配線 20,21,22,29,30,36,39 ラッチ 27,28 クロックバッファ
10 Ceramic Substrate 11 Clock Generator 12 Clock Driver 13, 13A, 23, 31 Microprocessor (Semiconductor Integrated Circuit) 14, 16, 16A, 19, 24, 34, 35 Solder Bump Group 15 Wiring 17, 17A, 25, 37, 41 Protection circuit 18, 18A, 26, 38, 40 Equal length wiring 20, 21, 22, 29, 30, 36, 39 Latch 27, 28 Clock buffer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀田 多加志 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Takashi Hotta 7-1, 1-1 Omika-cho, Hitachi-shi, Ibaraki Hitachi Ltd. Hitachi Research Laboratory

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 クロック信号を制御するクロックドライ
バと、該クロックドライバからのクロック信号に同期し
て作動する複数の能動回路と、を備えた半導体装置にお
いて、 前記能動回路が設けられたチップ上を避けて前記クロッ
クドライバを配置し、該クロックドライバからのクロッ
ク信号を前記チップ外から前記能動回路に供給する一
方、供給された前記クロック信号の前記各能動回路間で
の位相差を所定値以下とする手段を設けたことを特徴と
する半導体装置。
1. A semiconductor device comprising a clock driver for controlling a clock signal and a plurality of active circuits operating in synchronization with the clock signal from the clock driver, comprising: a chip provided with the active circuit; The clock driver is arranged avoiding it, and the clock signal from the clock driver is supplied from outside the chip to the active circuit, while the phase difference between the respective active circuits of the supplied clock signal is set to a predetermined value or less. A semiconductor device comprising means for performing.
【請求項2】 請求項1記載の半導体装置において、 前記手段は、前記クロックドライバからのクロック信号
が入力される前記チップ上の入力点と前記各能動回路と
の間に配設された複数の配線からなり、前記各配線中を
伝わるクロック信号の遅延時間は各配線間でほぼ等しく
設定されていることを特徴とする半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the means are provided between a plurality of active circuits and an input point on the chip to which a clock signal from the clock driver is input. A semiconductor device comprising wirings, wherein the delay time of a clock signal transmitted through the wirings is set to be substantially equal among the wirings.
【請求項3】 クロック信号を制御するクロックドライ
バと、該クロックドライバからのクロック信号に同期し
て作動する複数の能動回路と、を備えた半導体装置にお
いて、 前記能動回路が設けられたチップ上を避けて前記クロッ
クドライバを配置する一方、前記クロックドライバから
のクロック信号を前記チップに入力するための複数の入
力点と、前記各入力点に入力された前記クロック信号の
遅延時間を前記各能動回路間でほぼ等しくして各能動回
路に伝える複数の配線と、を前記チップ上に設けたこと
を特徴とする半導体装置。
3. A semiconductor device comprising a clock driver for controlling a clock signal, and a plurality of active circuits which operate in synchronization with the clock signal from the clock driver, wherein a chip provided with the active circuit is provided. While arranging the clock driver while avoiding it, a plurality of input points for inputting a clock signal from the clock driver to the chip and a delay time of the clock signal input to each of the input points are set to each active circuit. A semiconductor device, wherein a plurality of wirings which are made substantially equal to each other and are transmitted to each active circuit are provided on the chip.
【請求項4】 請求項3記載の半導体装置において、 前記複数の入力点のいくつかは、前記チップ上で一箇所
に接続されていることを特徴とする半導体装置。
4. The semiconductor device according to claim 3, wherein some of the plurality of input points are connected to one place on the chip.
【請求項5】 クロック信号を制御するクロックドライ
バと、該クロックドライバからのクロック信号に同期し
て作動する複数の能動回路と、を備えた半導体装置にお
いて、 前記能動回路が設けられたチップ上を避けて前記クロッ
クドライバを配置する一方、前記クロックドライバから
のクロック信号を前記チップに入力するための複数の入
力点と、前記各入力点に対して前記能動回路の2つ以上
が接続され、前記各入力点に入力された前記クロック信
号の遅延時間を前記接続された能動回路間でほぼ等しく
して当該能動回路に伝える2本以上の配線と、を前記チ
ップ上に設けたことを特徴とする半導体装置。
5. A semiconductor device comprising a clock driver for controlling a clock signal and a plurality of active circuits that operate in synchronization with the clock signal from the clock driver, wherein a chip provided with the active circuit is provided. While arranging the clock driver while avoiding, a plurality of input points for inputting a clock signal from the clock driver to the chip, and two or more of the active circuits are connected to each of the input points. Two or more wirings for making the delay time of the clock signal input to each input point substantially equal between the connected active circuits and transmitting the same to the active circuits are provided on the chip. Semiconductor device.
【請求項6】 請求項5記載の半導体装置において、 前記複数の能動回路をグループ分けした場合、各グルー
プ間における前記クロック信号の遅延時間はほぼ等しく
設定されていることを特徴とする半導体装置。
6. The semiconductor device according to claim 5, wherein when the plurality of active circuits are divided into groups, the delay time of the clock signal between the groups is set to be substantially equal to each other.
【請求項7】 請求項5記載の半導体装置において、 前記複数の能動回路をグループ分けした場合、各グルー
プ間における前記クロック信号の遅延時間はそれぞれ異
なって設定されていることを特徴とする半導体装置。
7. The semiconductor device according to claim 5, wherein when the plurality of active circuits are divided into groups, the delay time of the clock signal between the groups is set differently. .
【請求項8】 請求項7記載の半導体装置において、 前記クロックドライバからは、前記クロック信号の遅延
時間の差を補償するように相異なるクロック信号が出力
されることを特徴とする半導体装置。
8. The semiconductor device according to claim 7, wherein the clock drivers output different clock signals so as to compensate for a difference in delay time of the clock signals.
【請求項9】 クロック信号を制御するクロックドライ
バを、前記クロック信号に同期して作動する複数の能動
回路が設けられたチップ上を避けて配置して、前記チッ
プ外から前記能動回路にクロック信号を供給するととも
に、前記チップに供給されたクロック信号を、その位相
差が前記各能動回路間で所定値以下となるようにして各
能動回路に伝えることを特徴とするクロック信号供給方
法。
9. A clock driver for controlling a clock signal is arranged avoiding on a chip provided with a plurality of active circuits that operate in synchronization with the clock signal, and the clock signal is supplied to the active circuit from outside the chip. And the clock signal supplied to the chip is transmitted to each active circuit such that the phase difference between the active circuits is equal to or less than a predetermined value.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2000035832A (en) * 1998-07-21 2000-02-02 Nec Corp Semiconductor integrated circuit and its clock distributing method
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